[发明专利]具有特定重量百分比的氨基甲酸酯重复单元的热塑性聚氨酯透镜

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及一种由具有特定重量百分比的氨基甲酸酯重复单元(-NHCOO-) 的热塑性聚氨酯成型透镜的方法，该透镜具有优异的光学和机械平衡性能。

2.相关技术描述

用于光学透镜的材料必须具备几种光学性能，例如合适的折射率、合适的 阿贝数、足够的硬度和低黄度指数。下列调查提供了关于一些氨基甲酸酯聚合 物的机械和光学性能的技术现状。

专利US 5,679,756描述了一种生产热塑性硫代氨基甲酸酯-氨基甲酸酯共聚 物(TTUC)的工艺。该专利公开了TTUC可以用作光学产品的材料，并可以通过 使用注射成型或压缩成型技术成形。该专利描述了期望的材料性能如折射率介 于约1.58和接近1.60之间，以及阿贝数超过约32。该专利还陈述了眼用透镜材 料应当具有85以上的邵氏D硬度，并暗示了阿贝数低于30的材料不适于用作 眼用透镜。折射率介于1.579和1.594之间、阿贝数介于34和38之间和邵氏D 硬度为86或87的各种形式的TTUC示于该专利中。将TTUC与Dow Chemical 出售的热塑性聚氨酯(TPU)例如Isoplast 301和各种Pellethanes进行比较。另外， 该专利陈述了虽然Isoplast 301的折射率为1.5952，并且邵氏硬度为88，但是它 的阿贝数为28，使其很少选择用于眼用透镜。该专利还概述了1995年市售的 TPU不适于用作眼用透镜材料，因为它们具有低玻璃化转变温度、低硬度、高 黄度、以及差的折射率和阿贝数组合。该专利另外讨论了使该发明的透镜着色 和光致变色。

专利US 4,822,827描述了生产具有高玻璃化转变温度的各种TPU的工艺。 该专利的特征在于这些材料具有高挠曲模量、由于其延伸至紫外光区的卓越的 光透射而具有的极好的光学透明度、以及实质上无黄色色变。该专利公开了该 光学性质尤其可用于医学设备，包括用于蒸汽杀菌的手术器械盘以及类似设备。 该专利陈述了所描述的TPU还可以特别使用注射成型和压缩成型技术成型。该 专利还揭示了具有超过约1030MPa挠曲模量的TPU，并特别描述了具有范围从 1741MPa到3478MPa的挠曲模量的TPU。提及了光透射率介于87.17％和 90.50％之间，并且黄度指数介于1.50和4.13之间的TPU。

现有技术涉及合成不同的硫代氨基甲酸酯和氨基甲酸酯共聚物，而没有特 别地解决用于热成型眼用透镜的技术。因此，现有技术未能发现NHCOO的存 在与可接受的机械性能以及为了改善加工和装饰效果所需的低玻璃化转变温度 之间的相关性。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于成型光学透镜的具有特定分子结构的热塑性 聚氨酯。

本发明的另一个目的是提供具有机械和光学性能良好平衡的TPU。

又一个目的是提供具有增强的氢键合力的TPU，以用于无框眼镜中更大的 耐应力。

另外的目的在于通过提供添加剂控制黄度来提高光学性能。

根据本发明，通过将热塑性聚氨酯(TPU)成型为高透射的光学透镜来实现这 些和其它相关目的，其中得到的透镜展示出由于该光学透镜由氨基甲酸酯重复 单元(-NHCOO-)重量百分比超过23％的TPU形成，裂纹的产生和扩展的削弱， 其中该光学透镜具有较强的抗应力诱导破裂和龟裂性能。

TPU具有超过约1,400MPa的挠曲模量，并且玻璃化转变温度(Tg)介于约 100℃和约140℃之间。TPU的折射率n_d超过1.54，并且阿贝数超过27。成型 透镜前，可以向TPU中加入一种或多种添加剂，例如抗氧化剂、紫外线吸收剂 (UVA)、或位阻胺光稳定剂(HALS)。TPU的阿贝数介于约27和约45之间，并 且折射率n_d介于约1.54和约1.60之间。